Gestion intelligente de l’énergie domestique pour un développement socioéconomique durable dans les ménages égyptiens

Pourquoi des maisons plus intelligentes comptent pour les familles au quotidien

Pour de nombreux ménages égyptiens, les factures d’électricité sont devenues une source d’inquiétude permanente, en particulier pendant les étés caniculaires où les climatiseurs fonctionnent sans arrêt. Parallèlement, le pays cherche à développer l’énergie solaire et à réduire la pollution. Cette étude explore une voie pragmatique pour concilier ces objectifs : un système domotique simple et peu coûteux qui aide les familles à consommer moins d’énergie, à payer des factures plus faibles et à polluer moins — sans leur demander de renoncer au confort ni d’acheter des appareils onéreux.

Le problème électrique d’Égypte à domicile

La croissance rapide de la population égyptienne et l’élévation du niveau de vie exercent une pression énorme sur le réseau électrique. La majorité de l’électricité provient encore de combustibles fossiles, et les coupures estivales demeurent un risque quand les climatiseurs font grimper la demande au maximum. Contrairement à de nombreux pays plus riches, l’Égypte n’utilise pas de tarification « heure par heure » flexible. Elle applique plutôt une tarification par paliers croissants, où plus un foyer consomme dans le mois, plus le prix au kilowatt‑heure augmente — sur l’ensemble de la facture. Cela signifie que les astuces domotiques habituelles, comme décaler l’usage des appareils vers des heures moins chères la nuit, ne fonctionnent pas vraiment. Les systèmes intelligents grand public proposés par des marques internationales sont également trop complexes et coûteux pour la plupart des familles égyptiennes, et sont conçus pour des règles tarifaires et des modes de vie très différents.

Un système intelligent simple pensé pour la réalité locale

Les chercheurs ont conçu un système de gestion d’énergie domestique (SHEMS) spécifiquement pour les appartements égyptiens soumis à ce tarif par paliers. Plutôt que de suivre des variations compliquées de prix en temps réel, le système se concentre sur trois éléments : des panneaux solaires en toiture, une batterie domestique et une utilisation plus intelligente de la climatisation. Au cœur du dispositif se trouve le concept de « zone de confort ». via un écran basique, les occupants indiquent au système combien de personnes sont à la maison et quelles pièces sont utilisées, sur une base horaire, quotidienne et hebdomadaire. Le logiciel suggère alors quels climatiseurs peuvent être éteints ou réduits dans les pièces inoccupées ou de faible priorité, tout en maintenant la fraîcheur dans les espaces occupés. Fait important, le propriétaire conserve le contrôle final — rien n’est imposé — le système incite donc les comportements plutôt que de les dicter.

Comment le système tient compte du soleil et du stockage

Pour tirer le meilleur parti des panneaux solaires en toiture, le prototype utilise une méthode simple pour prédire la production solaire à court terme. Plutôt que d’avoir recours à une intelligence artificielle connectée au cloud nécessitant des années de données et une connexion Internet rapide, le contrôleur n’utilise que deux entrées : la puissance en temps réel des panneaux solaires et des données SIG (système d’information géographique) gratuites sur le rayonnement solaire typique par temps clair et couvert. En comparant ce que produisent actuellement les panneaux à ces courbes de référence, le système estime le degré d’ensoleillement et prédit l’évolution immédiate de la lumière et de la production. Il peut ainsi décider, minute par minute, d’alimenter le logement en solaire, de charger la batterie ou de vendre l’excédent au réseau — tout en maintenant la batterie dans des limites de sécurité pour prolonger sa durée de vie.

Tester l’idée dans une installation domestique réaliste

L’équipe a construit un dispositif expérimental complet à l’université de Helwan reproduisant un foyer égyptien typique à forte consommation. Il comprenait un système solaire en toiture de 8 kW, une banque de batteries de 30 kWh, des appareils courants comme plusieurs climatiseurs, un réfrigérateur, un chauffe‑eau et un four, et un contrôleur de qualité laboratoire relié à une interface utilisateur sur écran. Quatre modes de fonctionnement ont été testés : une maison standard uniquement raccordée au réseau, une maison connectée au réseau avec panneaux solaires, une maison avec solaire et batteries, et enfin le système entièrement intelligent utilisant la planification par zone de confort. Lors d’essais contrôlés, le système intelligent a consommé moins d’électricité du réseau et exporté plus d’énergie solaire comparé aux autres modes, confirmant que ses décisions sur quand refroidir, stocker ou vendre de l’énergie fonctionnaient comme prévu.

Ce que gagnent les familles, les villes et le climat

En s’appuyant sur des simulations détaillées étayées par ces expériences, l’étude a comparé trois stratégies : ajouter uniquement des panneaux solaires, ajouter solaire plus batteries, et utiliser la gestion par zone de confort. Le solaire seul a réduit les coûts électriques annuels d’environ 39 %, avec un temps de retour d’environ un an et demi. L’ajout d’une batterie a porté les économies à 65 % et raccourci le temps de retour à moins d’un an, car davantage d’électricité solaire était consommée sur place au lieu d’être vendue bon marché au réseau. Fait surprenant, le plus grand bénéfice est venu de la planification par zones de confort, qui nécessitait presque aucun matériel supplémentaire mais réduisait les factures d’environ 81 %, les coûts étant récupérés en bien moins d’un an. À l’échelle des ménages à revenu élevé du Grand Caire, ces approches pourraient économiser près d’un térawatt‑heure par an de consommation, compenser plus de 6 térawatt‑heures grâce au solaire en toiture et éviter plus de 1,4 million de tonnes d’émissions de dioxyde de carbone par an.

Vue d’ensemble : confort, économies et air plus propre

En termes simples, ce travail montre que les foyers égyptiens n’ont pas besoin de technologies futuristes ou coûteuses pour faire une grande différence. Un modeste ensemble solaire, une batterie gérée soigneusement et un écran simple qui aide les familles à décider quelles pièces ont vraiment besoin d’être refroidies peuvent ensemble réduire fortement les factures d’électricité et la pollution. Parce que le système respecte le confort des utilisateurs et s’adapte aux règles tarifaires propres à l’Égypte, il a de réelles chances d’être adopté dans la vie courante. Si déployés à grande échelle, notamment dans des villes comme Le Caire, de tels dispositifs domestiques intelligents pourraient contribuer à maintenir des espaces de vie confortables, à préserver le budget des ménages et à améliorer un peu la qualité de l’air pour tous.

Citation: Saif, O., Elazab, R. & Daowd, M. Smart home energy management for sustainable socioeconomic development in Egyptian households. Sci Rep 16, 5654 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35705-0

Mots-clés: énergie domestique intelligente, ménages égyptiens, solaire en toiture, économies de climatisation, stockage par batterie